岩心渗透率对复合驱油效率影响的实验研究

实验三元复合驱替液由10.0 g/L NaOH、3.0 g/L表面活性剂ORS-41、1.0 g/L聚合物1275A组成,用矿化度4.456 g/L的大庆油田平均地层水配制,45℃下与大庆脱气原油间的动态界面张力平衡值为1.2×10^-3mN/m,瞬时最低值为2.4×10^-3mN/m,黏度为19.0 mPa·s。在气测渗透率在0.017×10^-3-687×10^-3μm^2含油饱和度在42.37%-68.05%的21支人造均质砂岩岩心上,水驱之后注入0.2 PV复合驱替液并恢复水驱,测定水驱后采收率增值,表示复合驱替液的驱油效率。驱油效率-渗透率曲线为典型的S形曲线,渗透率≤1.56×10^-3μm^2≥16.2×10^-3μm^2采收率增值变化很小,渗透率从5.5×10^-3μm^2至16.2×10^-3μm^2,采收率增值由9.76%猛增至21.00%。在本实验条件下,16.2×10^-3μm^2复合驱岩心的临界渗透率值,该复合驱替液适用于渗透率≥16.2×10^-3μm^2油藏。用驱替压力梯度与孔隙半径（毛管半径）之间的关系和聚合物分子线团回旋半径与孔隙半径的配伍性解释了这一实验结果。图2表2参8。     

非离子表面活性剂/低碳醇体系的界面活性及应用

测定了45℃时非离子表面活性剂SP 1/醇/地层水(矿化度4456mg/L)体系与大庆十厂原油间的界面张力。在5g/LSP 1地层水溶液中按10g/L的浓度加入C1～C4脂肪醇,油水界面张力由2.06×10-2mN/m降至1.12×10-3～5.90×10-3mN/m,按2～15g/L的浓度加入甲醇,界面张力降至10-3mN/m数量级。在甲醇浓度为10g/L条件下改变SP 1加量,在1～10g/L浓度范围产生10-3mN/m数量级的超低界面张力。用悬滴法测定的5g/LSP 1/10g/L甲醇/地层水体系的界面张力,随测定时间延长而下降,25～100min时出现10-3mN/m数量级的超低值,100～120min时降至10-4mN/m数量级。在渗透率分别为25.0×10-3和2.9×10-3μm2的2只岩心上,水驱油后注入SP 1/甲醇/地层水溶液,后续水驱末的注水压力比前期水驱末分别降低63.6%和42.6%。简要介绍了在低渗透注水井朝82 152注入该体系降低注水压力、增加注水量的成功试验。图3表3参5。     

适合红岗油田萨尔图油层的三元复合驱油体系

根据红岗油田萨尔图油层特征 ,筛选出了一种三元复合驱油体系 ,该体系与红岗油田萨尔图油层形成的界面张力可达到 10 -3 mN/m。该体系组成为 :0 .0 6 %表面活性剂S 96 1.5 %NaOH 0 .2 %聚合物 0 .2 %助剂 ,在油层温度下与原油间界面张力 3× 10 -3 — 7× 10 -3 mN/m ,粘度 >2 0mPa·s ,在室内岩芯流动实验中 ,该三元复合驱油体系在水驱基础上提高采收率 10 %左右。     

适合渤海绥中361油田二元复合驱体系性能研究

本文在渤海绥中361海上油藏条件下,测定了由磺酸盐型双子表面活性剂为主的表面活性剂(辛基酚基聚氧乙烯醚TX100与磺酸盐型双子表面活性剂按质量比1∶4)与疏水缔合聚合物组成的SP二元复合驱体系的黏度及其与渤海绥中361脱气原油间的界面张力,并考察该体系的抗温性、耐盐性、吸附性及老化稳定性等,测定了该驱油体系在不同渗透率岩心中的阻力系数和残余阻力系数,在三层非均质岩心上进行了表面活性剂浓度不同的6个室内驱油实验。研究结果表明,配方为3000 mg/L表面活性剂+1750 mg/L聚合物的SP二元复合驱油体系具有良好的抗温、抗盐、抗剪切性及老化稳定性;该二元复合驱油体系黏度达40 mPa.s以上,可使油水界面张力降至10-3mN/m数量级,同时该体系在不同渗透率岩心中均能建立较高的阻力系数与残余阻力系数;室内驱油实验表明,在三层非均质岩心中,聚合物浓度为1750 mg/L,二元体系与原油界面张力由100mN/m(表面活性剂0 mg/L)降至10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)数量级时提高采收幅度很大;当界面张力由10-2mN/m(表面活性剂750 mg/L)降至10-3mN/m(表面活性剂1000 3000 mg/L),复合驱采收率增加幅度很小;总体上,该SP二元复合驱油体系具有良好的提高采收率能力,可提高采收率35%以上。图3表4参9     

十二烷基甜菜碱-重烷基苯磺酸盐/碱复合体系与大庆原油的界面行为

在50℃实验研究了以十二烷基甜菜碱(BS-12)+重烷基苯磺酸盐(HABS)为表面活性剂组分、等质量比的Na2SiO3+Na2CO3为碱组分的AS二元和ASP三元复合体系与大庆采油四厂原油之间的动态界面张力.当碱浓度为12g/L、表活剂浓度为0.5g/L、BS-12、HABS质量比在0～1之间变化时,等BS-12、HABS质量比的AS体系的界面张力最低,最低值可迭10-4mN/m数量级.在4～24g/L范围改变碱浓度,则最低界面张力出现在碱浓度为12g/L时,碱对界面张力的影响是双向的.在1～10g/L范围改变外加盐(NaCl)浓度,则盐浓度为3g/L时界面张力最低,1g/L时次之,均可达10-3mN/m.在AS二元体系中加入M=2.5×107的HPAM(加量0～1.6g/L),当HPAM浓度为0.4 g/L时,ASP三元体系的动态界面张力在11min后即降至10-4mN/m数量级,当HPAM浓度为1.2g/L时,三元体系的黏度(7.921/s)为29.0mPa·s,界面张力最低值可达10-3mN/m数量级,为性能最佳体系.     

中原油田表面活性剂/聚合物二元复合驱技术室内研究

针对高温高盐的中原油田,考察了石油磺酸盐MJ2和DQ分别与M=2.4×107的HPAM Y2、疏水基含量0.25%的疏水缔合聚合物AP-P5组成的4个表聚二元体系98℃下的界面张力、表观黏度、耐盐性和热稳定性.配液用水为矿化度122.4 g/L、含钙镁的胡12块产出水,在考察耐盐性时使用NaCl盐水,基础实验体系含石油磺酸盐3.0 g/L,含聚合物1.5 g/L.含MJ2的表聚二元体系与胡12块原油间的界面张力在含盐量30～210 g/L时维持10-3～10-4mN/m超低值,受含盐量的影响相对较小,动态界面张力迅速达到稳定.含Y2的表聚二元体系即使Y2浓度增至2.5 g/L,黏度仍小于10 mPa·s.含AP-P5的表聚二元体系在温度超过60℃后,黏度快速上升,在AP-P5浓度超过1.0 g/L后,98℃黏度快速上升,含盐量达到230 g/L时为54～59 mPa·s.3.0 g/L MJ2 1.5 g/L AP-P5体系为最佳体系,在98℃老化150天过程中界面张力波动小,150天后黏度31.3 mPa·s.在98℃用此体系在天然岩心上驱油,注入段塞体积为0.25～0.30 PV,采收率提高值为14.3%～15.8%.图8表3参2.     

中原油田濮83块高温高盐油藏表面活性剂/生物聚合物二元复合驱油体系研究

中原油田濮83断块砂岩油藏温度79℃,产出水矿化度153～160 g/L,含Ca2++Mg2+3.0～4.5 g/L.将2种耐温抗盐表面活性剂(WPS-A和WA-18)在矿化度120 g/L、含Ca2++Mg2+4.15 g/L的等体积比产出水、注入水混合水中配成溶液,在82℃下老化12小时后测定界面张力,绘制界面活性图,得到低界面张力体系配方1.5 g/L石油磺酸盐WPS-A+1.0 g/L两性表面活性剂WA-18.该体系在矿化度110～150 g/L或pH值4～10范围或在82℃老化61天后仍维持10-3 mN/m超低界面张力.加入生物聚合物使该体系粘度增大,但不影响体系界面张力.由此得到适用于濮83块油藏的SP二元复合驱油体系1.5 g/LWPS-A+1.0 g/L WA-18+1.0 g/L生物聚合物,该体系在82℃老化45天后界面张力维持超低值,粘度为10 mPa·s.在物理实验模拟中注入0.5 PV该驱油剂使采收率在水驱基础上(27.47%)提高至48.08%.在计算机模拟中,在濮83-1井注入由3.0 g/L WPS-A+WA-18、2.0 g/L生物聚合物组成的SP段塞0.2 PV,1.0 g/L生物聚合物段塞0.1 PV,提高采收率13.66%.图2表3参6.     

碱/表面活性剂/聚合物相互作用对河间油藏油水界面张力特征的影响

在任丘油田河间油藏油层及流体性质(90℃温度、矿化度为5 192.2 mg/L的采出水和5 682.6 mg/L的注入水、河间原油)的条件下,研究了表面活性剂、碱和聚合物相互作用对油水界面张力的影响。结果表明,单一石油磺酸盐CDS-1在有效浓度为0.01%~0.3%范围内,瞬时动态界面张力和平衡界面张力降低到10-2mN/m数量级。向浓度为0.05%的CDS-1溶液中加入Na2CO3,瞬时动态界面张力和平衡界面张力变化不大,仍在10-2mN/m数量级;与Na2CO3高浓度相比,当Na2CO3浓度为0.5%时,平衡界面张力和瞬时界面张力降低明显,瞬时动态界面张力最低值低至10-3mN/m数量级。分别在浓度为0.05%的CDS-1溶液和0.5%Na2CO3/0.05%CDS-1二元体系中加入不同浓度(浓度在500~2 500 mg/L范围内)的部分水解聚丙烯酰胺聚合物M2500,瞬时动态界面张力和平衡界面张力无明显变化,仍在10-2mN/m数量级。该实验结果为河间油藏表面活性剂复合驱油配方的筛选提供了重要依据。     

宝中油田增注用复配表面活性剂筛选

宝中油田低孔低渗高温(99-106℃),产出水矿化度40.4 g/L,注入水矿化度0.806 g/L,注水时出现严重水敏性,酸化时出现酸敏性。初选的16种增注商品表面活性剂中,只有S-36(石油磺酸盐)和S-912(两性表面活性剂)的地层水溶液与原油间93℃界面张力较低,为10-2mN/m数量级,二者以质量比1∶2复配,在产出水溶液中质量浓度为0.3-3.0 g/kg时,界面张力维持10-3mN/m超低值,在任意比例的产出、注入混合水溶液中浓度为1.0g/kg时,维持10-3-10-4mN/m超低值。该复配剂可使浓度≥0.5 g/kg的溶液在亲油储层岩石薄片上的接触角减小至-40℃及以下。在渗透率0.01×10-3-5.80×10-3μm2的12支油层岩心中注入0.3-0.6 PV浓度0.5-2.0 g/kg的该复配表面活性剂溶液,在93℃放置不同时间(0-48 h),后续注水压力均降低,降幅8.57%-55.68%(高温放置240 h的一支岩心除外),8支岩心水相渗透率增大,4支减小。渗透率相近的3支岩心以不同流量注入0.3 PV 1.0 g/kg的溶液并在93℃下放置17 h,后续注水压力降低率随溶液注入流量的增大而显著减小,表现出相当大的速敏性。图4表4参3。     

无碱二元复合体系与原油之间的界面性能

为了揭示无碱二元复合体系与原油之间的界面性能,利用磺基甜菜碱BS和聚合物KYPAM-2 配制了无碱二元复合体系,系统研究了该体系与克拉玛依油田七东1区原油之间的界面张力。结果表明,二元复合体系与选取的该区块6 口油井的原油之间的界面张力均能降至3.0×10^-2mN/m以下,具有很强的适应性;BS浓度在0.5～5.0 g/L 范围时,油水界面张力均能保持在4.1×10^-2 ～55×10^-3 mN/m范围内,具有很宽的低界面张力窗口;BS具有良好的抗盐、抗钙和抗油井产出水稀释性能;聚合物浓度对二元体系与原油之间的界面张力有一定的影响,但当浓度高于1.2 g/L 时,对油水界面张力的影响较小;通过绘制二元复合体系的界面活性图,为二元体系配方的设计提供了理论上的指导。图7 表2 参9     

聚丙烯酸-苯乙烯分散剂的合成及其对纳米二氧化锆分散性能的影响

采用溶液聚合法以水为溶剂、过硫酸钾为引发剂,合成了低相对分子质量聚丙烯酸-苯乙烯聚合物分散剂。在中性水溶液,pH=2的酸性水溶液和2 mol/L KCl电解质溶液3种环境下,以纳米ZrO_2颗粒的分散粒径为分析依据对合成条件进行了优化探索。结果表明,在反应温度80℃,单体苯乙烯与丙烯酸摩尔比为1: 1,引发剂K_2S_2O_8用量为4%(质量分数),反应时间2 h条件下,制得的分散剂具有良好的分散效果。     

大庆油田三元复合驱水岩反应实验研究

为了探寻大庆三元复合驱油田结垢的原因，实验测定了储层所含各种矿物和储层岩心与6．0g／L表面活性剂(S)ORS-41溶液、1．5g／L聚合物(P)HPAM溶液、12、50、100g／L碱(NaOH，A)溶液及ASP三元复合驱油溶液(A、S、P浓度分别为12、6．0、1．5mg／L)在45℃、0．1MPa压力下密闭振荡反应168h后，各溶液中K、Al、Fe、Si、Ca、Mg、Na离子浓度的变化。实验结果详列表中。粘土矿物伊利石、高岭石、绿泥石、蒙脱石，骨架矿物石英、钾长石、钠长石及储层岩样基本上不与S、P溶液发生作用，与A溶液作用较强烈，溶出的矿物离子量随A溶液浓度增大而增大。ASP溶液与岩样作用后溶出大量Si、Al离子，其中Si离子量较空白溶液中的量(3．0mg／L)增大40～70倍；在压力不变、温度由45℃升至80℃时，ASP溶液溶出的Si、Al离子量分别由172．2和6．0mg／L增至826．5和27．9mg／L，但不受压力增大的影响，随温度升高Ca离子溶出量增大，Mg离子溶出量不变；在45℃下压力由0．1MPa升至1．4MPa时，溶出的Ca、Mg离子量分别由0．4和0．6mg／L增至11．9和7．9mg/L。表2。     

抗盐性淀粉接枝高吸水性树脂合成条件优化

以硝酸铈铵为引发剂,N,N-亚甲基-二丙烯酰胺作为交联剂,将玉米淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸在水溶液中接枝共聚,合成了高吸水性树脂。结果表明,适宜的接枝共聚条件为:反应温度70℃,反应时间1 5h,丙烯酰胺与丙烯酸的质量比为15/1,淀粉占单体质量的20%,丙烯酸中和度为75%,交联剂和引发剂(占单体和淀粉)的质量分数各为0 05%、0 8%。在5%NaCl水溶液中吸盐率达58倍,在15%NaCl水溶液中吸盐率达38倍。     

疏水缔合聚合物P（AM/PTDAB/AMPS/NaAA）的制备 及性能评价*

采用水溶液聚合后水解法,以丙烯酰胺(AM)、(4-丙烯酰胺基)苯基十四烷基二甲基溴化铵(PTDAB)、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(AMPS)为原料合成了疏水缔合聚合物P(AM/PTDAB/AMPS/NaAA),通过考察反应条件对合成聚合物的特性黏数、溶解性以及增黏性的影响规律确定了最佳合成条件,研究了最佳合成条件下所合成聚合物的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性。聚合物的最佳合成条件为:PTDAB加量为总单体质量的0.5%~0.8%,AMPS加量为总单体质量的15%,总单体质量分数为25%,复合引发剂加量为总单体质量的0.1%,pH值为8,引发温度30℃。采用矿化度100 g/L的盐水配制的质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液的黏度仍大于30 mPa·s;采用矿化度20 g/L的盐水配制质量浓度2000 mg/L的合成聚合物溶液在转速5000 r/min下剪切3 min再静置4 h后的黏度保留率可达80%以上;聚合物溶液在85℃高温老化150 d后的黏度大于20 mPa·s。所合成四元共聚物表现出优异的耐温抗盐性、剪切稳定性以及热稳定性,性能优于高相对分子质量抗盐聚丙烯酰胺P(AM-AMPS-NaAA)。     

低矿化度清水脱氧站的适用性评价

依据喇嘛甸油田4座低矿化度清水脱氧站均未投运,但聚合物驱油效果并没有受到影响的实际情况,从室内及现场两方面开展了试验。通过试验证明,低矿化度清水脱氧与否对聚合物溶液粘度及驱油效果没有明显影响。同时脱氧站在运行过程中亦曝露出其工艺设备、脱氧塔填料等问题。通过含氧量对聚合物溶液注入粘度及在油层中抗降解能力的影响研究,从经济效益的角度评价建立脱氧站的必要性,为低矿化度清水是否需要脱氧提供依据。     

一种地下缩聚固化的脲醛树脂堵水堵漏剂

通过组分用量筛选,研制了一种地下缩聚、固化的脲醛树脂堵水堵漏剂。该剂含30%工业尿素,40%工业甲醛液,0.5%固化调节剂(工业氯化铵或硝酸铵)、0.5%～0.7%硅烷类偶联剂、3%～5%体膨剂,用清水配液。加入体膨剂的脲与甲醛溶液90℃时固化后,体积膨胀7.5%～5.0%,抗压强度16.4MPa。上述配方堵剂液在55～95℃下,在矿化度高达330g/L的地层水中浸泡30天后,体积膨胀3.0%～15.5%。用该剂封堵渗透率2.1～3.0μm2的填砂管或含有直径0.5mm缝隙的填砂管,在90℃候凝24小时后渗透率降至1×10-3μm2。该配方堵剂适用井温60～120℃,适用矿化度<300g/L,固化时间5～24小时可调,固化物抗压强度10～25MPa。在中原油田15口井使用该剂,堵水堵漏成功率100%,见效率87%。介绍了4个井例,包括1口油井和1口注水井封堵套管漏失,2口油井封堵出水。表5参3。     

疏水缔合AM/C10AM/AMPS三元共聚物的合成与盐水溶液粘度性能

采用胶束氧化还原聚合方法合成了AM/C10AM/AMPS三元疏水缔合共聚物。简介了合成过程,给出了主要的合成参数。保持其他合成条件不变,分别改变疏水单体N 癸基丙烯酰胺C10AM和阴离子单体2 丙烯胺基 2 甲基丙磺酸AMPS在单体总量中的摩尔百分数(0～1.5%和15%～40%),得到了16个共聚物,在45℃、3.67和7.34s-1下测定了用矿化度4000mg/L的模拟大庆盐水配制的1000mg/L共聚物溶液的粘度,讨论了引起粘度变化的原因。有7个样品的粘度能满足大庆油田聚合物驱油的要求(7.34s-1下的粘度大于40mPa·s),其中由1.2%C10AM、35%AMPS及AM合成的共聚物样品粘度最高(61.5mPa·s)。对共聚温度等合成条件的影响作了一般性的讨论。表1参6。     

Pt/Beta、Pt/SO42-/ZrO2和Pt/WO3/ZrO2催化剂上的正己烷异构化

通过引入K的方法调节Beta分子筛的酸性,考察了K负载量对Beta分子筛酸性的影响。制备了Pt/Beta、Pt/SO42-/ZrO2 与Pt/WO3/ZrO2 3种不同类型的催化剂,考察了它们的正己烷异构化催化活性及酸性与孔道结构对其催化活性的影响。结果表明,催化剂的异构化催化活性与其酸强度和酸量有关,其中酸强度对异构化活的影响更明显。而异构体产物的分布可能与催化剂的孔道结构及正己烷转化率有关,而与催化剂酸性无直接关联。具有合适孔径的催化剂对多支链烷烃的生成更有利,异构化反应可能是受动力学限制的择形反应。     

含碱和表面活性剂的HPAM/Cr+3弱凝胶调驱剂的研制

从3种有机酸铬中选择一种烯基多元羧酸铬为交联剂,用于交联大庆油田三元复合驱油体系,制备弱凝胶调驱剂。以阻力系数(RF)特别是残余阻力系数(RRF)作为性能参数筛选调驱剂各组分的用量,得到了基本配方(以g/L计)如下:HPAM(M=1.2×107,HD=25%)0.9 交联剂(有效成分50%)0.18 表面活性剂(ORS41)3 碱(NaOH)8 稳定剂0.2,用大庆某三元复合驱试验区污水(矿化度3824mg/L)配液,其RRF值为清水(矿化度890mg/L)弱凝胶的～45%。基本配方弱凝胶45℃下7天时粘度18.3mPa·s,RF值81.2,RRF值8.2,随时间而减小,120天时分别为12.8mPa·s,66.1和7.3;油水界面张力仍在10-3mN/m数量级,只比常规三元复合体系略高;体系中表面活性剂在油砂上的静态吸附量为0.495mg/g油砂,比常规三元复合体系的相应值(0.462mg/g油砂)略高;岩心流动实验中测得的表面活性剂滞留量(0.067和0.070mg/g岩心)也高于常规三元复合体系的相应值(0.054和0.059mg/g岩心)。若用Na2CO3代替NaOH,则碱剂浓度可由6～8g/L提高到8～10g/L。表8参4。     

HPAM/酚/醛/Al3+交联体系的研究

实验考察了用于深部调剖的地下交联成胶聚合物水溶液体系的组成。所用聚合物HPAM分子量8.25×106,水解度30.2%;用蒸馏水配制溶液;在不同时间(最长45d)测定体系60℃下的粘度。从3种酚和3种醛中选用苯酚+甲醛为交联剂。HPAM/苯酚/甲醛体系(1000+400+400mg/L,pH=7.5)成胶时间为20d,凝胶粘度低,稳定性差。在该体系中加入一种柠檬酸铝盐,在Al3+浓度为50～80mg/L时,体系成胶时间15d,最高粘度达1.0×105mPa·s,可稳定存在20d以上。加入AlCl3的该体系不能成胶。选定HPAM/苯酚/甲醛/柠檬酸铝盐体系的组成(mg/L)为800+400+400+50(以Al3+计),考察影响因素,发现该体系的适用温度在60℃左右,适用pH值范围在7.0～7.5,矿化度6390mg/L的环境下成胶性能大体不变。表6参3。